초 록 보리흰가루병(Erysiphe graminis hordei race I)에 의한 대맥엽침입부에 항균성 형광화세포를 유도하는 물질의 추출분획을 얻기 위하여 실험을 실시한 결과 분생포자의 ethanol 추출분획이 형광화세포의 유도활성을 가지고 있음이 밝혀졌다. 이 분획은 비친화성인 Turkey 290품종에나 친화성품종에나 마찬가지로 형광화세포 유도활성을 나타냈으나 그 유도에 요하는 시간은 Turkey 290에서 8시간 이내 Kobingataki에서 16시간이내이었다.

To suggest the development possibility of immunostimulating materials from lactic acid bacteria (LAB) postbiotics, Lactobacillus sakei/Leuconostoc mesenteroides were isolated from Kimchi. Next, two isolated LAB were cultured to prepare postbiotics (LABP) to measure macrophage activity. LABP significantly increased the production of macrophage stimulating factors such as nitric oxide, tumor necrosis factor-α, and interleukin-6. LABP-crude polysaccharides (CP) fractionated from LABP by EtOH precipitation not only showed more potent macrophage stimulating activity but also induced phagocytic activity in a dose-dependent manner. In addition, LABP-CP was identified as polysaccharides with a major monosaccharide composition of mannose (59.1%), glucose (23.0%), and galactose (14.0%) with high-molecular-weight of 103.5~126.7 kDa. In conclusion, postbiotics prepared from LAB isolated from Kimchi were confirmed to have industrial applications as a functional material with immunostimulating activity.

This research focused on the isolation and characterization of the new strains which can be used as microbial resources for auxin production in the agriculture industry. For the isolation of the new microorganism in the gut of Larimichthys polyactis, a marine agar medium was used and 3 colonies were isolated. Through the 16S-based ID service, isolated strains were identified as 1 strain of Niallia circulans and 3 strains of Proteus mirabilis. Verifying the agriculture industrial values of these isolated strains, the productivity of auxin and activity of various enzymes such as amylase, lipase, and protease were confirmed. As a result, isolated 3 strains showed auxin activity and only protease activities which means the possibility of applying them to the production of effective microorganisms in the agriculture industry.

Screening of Bacillus subtilis strains capable of producing extracellular hydrolases, including lipolytic enzyme was carried out. Within the scope of this study, total 61 strains were isolated from various domestic specific environmental samples such as seawater, soil, Jeju ranch, hot spring, salt farm, and fermented food and identified as Bacillus subtilis based on 16S rRNA sequences. Among the isolates, 4 strains had extracellular lipase activity. The growth profile of the strains revealed that 4 strains showed well growth at 50℃, 3 strains at 55℃, and pH 7.0. All strains could tolerate salinity up to 5%(w/v), 3 strains up to 10%(w/v), and only one strain showed growth at 15%(w/v). Additionally, amylolytic and proteolytic activities were detected in these strains. The highest lipolytic, amylolytic, and proteolytic activity was detected in Bacillus subtilis YS-YR 5A. These results demonstrate the potential application of extracellular hydrolase-producing Bacillus subtilis strains, especially strain YS-YR 5A, as fermentation starter to enhance the functionality and multiplication of functional natural products in the food/medicine/cosmetics/bio industries.

Today, environmental pollution has been found to be one of the causes of various diseases, including brain and nervous system diseases. In particular, neurodegenerative diseases have been found to be caused by hyperactivation of immune system cells such as microglia. Preventive and therapeutic measures are needed to suppress them. Hirudo is known as a traditional herbal medicine, based on its multiple biological activities such as anti-eczema and anti-coagulation. In the present study, the anti-neuroinflammatory potential of hirudo extract was investigated in lipopolysccharide (LPS)-stimulated BV2 microglial cells and in mice. Hirudo extract significantly inhibited LPS-stimulated nitric oxide (NO) production and cytokine (IL-1Ra, KC, MCP-5, and RANTES) expression in a dose-dependent manner without causing cytotoxicity. Pretreatment with hirudo extract suppressed LPS-induced NF-κB p65 nuclear translocation. Moreover, hirudo extract reduced LPS-stimulated microglial acitivation and improved memory impairments. The results demonstrated that hirudo extract exerts anti-neuroinflammation activities, partly through inhibition of the NF-κB signaling pathway. These findings suggest that hirudo extract might have therapeutic potential with respect to neuroinflammation and neurodegenerative diseases.

As a herbal supplement, Dioscorea batatas Decne (DBD) presents potent antioxidant activity and diverse health benefits. In the present study, functions of a 30 kDa glycoprotein isolated from DBD (hereafter, DBD glycoprotein) in the regulation of feed efficiency and fecal malodor in mice were explored. DBD glycoprotein produced protective effect against cytotoxicity induced by the ecotoxicological endocrine-disrupting substance bisphenol A in gastrointestinal epithelial HT-29 cells. To investigate its potential roles in the regulation of feed efficiency and fecal malodor, mice were administered an oral injection of DBD glycoprotein for 2 weeks. Compared with the control values, the weight of internal organs (liver, heart, kidney, and spleen) and levels of glutamate pyruvate transaminase, glutamate oxaloacetate transaminase, and lactic dehydrogenase were not significantly changed during DBD glycoprotein administration for 2 weeks. Interestingly, DBD glycoprotein improved feed efficiency and reduced hydrogen sulfide concentration without altering the ammonia level in mouse feces. Collectively, these results indicate that DBD glycoprotein is a functional agent that exerts gastrointestinal protective effects against ecotoxicological substances, improves feed efficiency, and reduces fecal malodor.

본 연구 결과들을 바탕으로 도깨비부채 잎(RPL)은 GSK3β 활 성화를 통해 IκB-α를 인산화시켜 단백질 분해를 유도하고 Iκ B-α 분해로 인해 p65 핵내 전이를 유도하여 NF-κB 신호전달을 활성화?시킨다. 이러한 NF-κB 신호전달 활성화를 통해 대장암 의 세포생육을 억제하는 것으로 추정된다. 본 결과는 도깨비부채 잎을 소재로 항암을 목적으로 한 천연치료제 및 대체보완소재 개발에 활용할 수 있다고 판단된다. 그러나 도깨비부채 잎의 대장암에 대한 세포생육 억제와 작용기전의 정확한 관련성과 세포생육 억제활성 물질 분석을 위해 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

본 연구에서 상동나무 가지 추출물(STB-E100)은 대장암 세포에서 세포사멸을 유도하여 세포생육을 억제하였다. 또한 Iκ B-α 인산화를 통한 IκB-α 단백질 분해를 유도하며 이로 인해 P65 핵내 전이를 유도하여 NF-κB 신호전달을 활성화시킨다. NF-κB 신호전달 활성화는 GSK3β 활성화를 통해 P65 핵내 전 이를 유도에 의한 것이지만 IκB-α분해는 GSK3β 의존성이 아니다. 상동나무 가지 추출물은 이러한 신호전달 활성화를 통해 세포사멸을 유도하여 대장암의 세포생육을 억제한다. 본 결과를 바탕으로 상동나무 가지가 암 예방 및 치료를 목적으로한 표적 요법에서 항암제 개발의 잠재적 활용 소재로서 이용 가능하다고 사료된다. 그러나 대장암 세포에서 상동나무 가지 추출물에 의해 유도된 NF-κB 신호전달 작용기전을 좀 더 구체적으로 구명할 필요가 있고 대장암에 대한 세포사멸과 작용기전의 정확한 관련성을 조사하기 위해 추가적인 연구가 필요하다.

염증은 신체 특정 조직의 감염 및 손상에 관한 생체 반응이며, 매개하는 주요 대상은 면역세포이다. 염증은 급성과 만성 염증으로 나뉘며 신체 조직의 감염 및 손상부위의 규모에 따라 구분 할 수 있다. 염증의 범위가 크게 발현되거나 급성염증 형태로 진행되지 않을 때 만성 염증으로 진행되며 대표적인 만성 염증 질환인 장 질환(Inflammatory bowel disease)의 일종인 크론병 (Crohn’s disease)이나 관절질환인 류머티스성 관절염(Rheumatoid arthritis)으로 나타난다. 낮은 수준이기는 하나 비만 역시 염증성 질환으로 분류할 수 있다. 연리초속 식물이 고래에 신장염을 치료하는 민간처방으로 주로 사용됐기에 이에 착안하여 털연리초(Lathyrus palustris)를 이용하여 세포독성과 항염증 활성 효과를 평가하였다. 대식세포인 RAW 264.7 세포에서 염증 유발 인자인 lipopolysaccharide (LPS)로 자극 후 NO와 PGE2 같은 염증 매개 물질들의 억제 효과를 확인하였다. 털연리초 에탄올 추출물을 처리한 후 염증 매개 물질의 저해율(%)을 측정했을 때 NO 및 PGE2 생성을 농도 의존적으로 현저하게 억제하는 농도는 40 ㎍/mL이었으며 특이적으로 PGE2 발현을 74% 이상 강력히 억제함을 확인하였다. 따라서 본 연구결과는 털연리초의 에탄올 추출물이 유의성 있는 항염증 효과를 나타내었고 이러한 생리활성 효과는 예방의학적 소재로서의 가능성을 충분히 제시할 수 있기에 염증 질환의 예방 및 비만 억제를 위한 기능성 건강식품의 개발로 이어질 것으로 기대된다. 또한 염증 과 관련된 사이토카인 물질인 IL-4, IL-13 및 염증 지표 단백질 인 iNOS, COX-2의 억제 메커니즘과 항염증 활성을 나타내는 핵심 성분의 추가적인 연구가 차후 필요할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 부처꽃 에탄올 추출물(ELM)에 대한 항암효능을 알아보기 위하여 인체백혈병 U937 세포의 증식에 미치는 영향과 이와 연관된 apoptosis 유발 여부와 함께 그에 따른 분자생물학적 기전에 대해서 조사하였다. 먼저 ELM 처리에 따른 증식 억제 정도를 조사한 결과, ELM 처리 농도 의존적으로 생존율 및 증식억제 현상이 나타났으며, 핵의 형태 변화, DNA 단편화 및 apoptosis 유발에 관하여 조사한 결과 역시 ELM 처리 농도 의존적으로 증가됨을 확인할 수 있었다. ELM 처리에 따른 U937 세포에서의 apoptosis 유발에 있어서 미토콘드리아 막의 기능 손상이 관여하는 지를 확인하기 위하여 MMP의 변화 정도를 확인 한 결과, ELM 처리 농도 증가에 따라 MMP의 소실이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 MMP의 소실에 가 관여하는지를 확인하기 위하여 사멸수용체(DR4, 5, Fas) 및 사멸수용체에 결합하는 리간드(FasL, TRAIL)의 발현 변화를 확인한 결과, DR4 및 DR5의 발현이 증가하는 것으로 관찰되었다. 또한 내인적 경로에 관여하는 Bcl-2 family 유전자들의 발현변화를 확인 한 결과, Bcl-2 발현 감소 및 Bax의 발현 증가의 변화를 보였으며, Bid 단백질의 발현감소가 나타났으므로 상대적으로 tBid의 생성이 증가되었음을 추측할 수 있었다. 한편 apoptosis 유발에 직접적으로 관여하는 것으로 알려진 caspase-3, -8 및 -9의 발 현에 미치는 ELM의 영향에 대해서 조사하였다. 결과에서 알 수 있듯이 ELM은 death receptor에 의하여 활성화 되는 것으로 알려진 caspase-8 및 세포질로 방출된 cytochrome c에 의하여 활성화 되는 것으로 알려진 caspase-9의 활성화를 유발하였으며, caspase cascade에 의하여 apoptosis에 직접적으로 관여하는 caspase-3의 발현도 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 활성화된 caspase-3에 의하여 분해가 일어나는 기질 단백질인 PARP의 경우 ELM 처리에 의하여 모두 단편화가 유발되는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 보면 인체 백혈병 U937 세포에 ELM을 처리하였을 경우에 유발되는 apoptosis는 외인적 경로인 DR4 및 DR5의 발현 증가를 통한 caspase-8의 활성화와 이로 인한 Bid 단백질의 단편화와 함께 내인적 경로의 미토콘드리아 기능 손실에 의하여 caspase-9 및 -3의 활성화 유발과 기질단백질들의 분해가 중요한 역할을 하는 것으로 생각되며, IAP family의 발현 감소로 인하여 caspase의 활성이 억제되지 못하는 것도 apoptosis 유도에 어느 정도 관여했을 것으로 생각 된다. 따라서 ELM 처리에 의하여 유발되는 apoptosis는 외인적 경로 및 내인적 경로를 모두 경유하는 multiple apoptotic pathway에 의하여 조절되며, 이때 caspases가 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.

이상의 연구 결과로 먹넌출 열매 추출물은 GSK3β 의존성 Cyclin D1 단백질의 분해를 통해 대장암세포의 생육 억제와 관련이 있는 것으로 확인된다. 본 결과는 대장암의 항암제 개발을 위한 소재로 먹넌출 열매의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

이상의 연구 결과로 미루어 볼 때, 댕댕이나무 잎과 가지 추추출물은 대장암 세포주 HCT116과 SW480세포의 생육을 억제 하였으나 열매추출물은 억제활성이 나타나지 않았다. 잎과 가지 추출물은 cell migration과 wound healing assay를 통해 비정상적인 세포증식 억제를 확인하였으며, β-catenin과 TCF4 의 단백질 수준을 감소시켜 비정상적인 Wnt 신호전달을 억제를 통해 대장암세포의 생육을 억제하는 것으로 판단된다. 따라서 댕댕이나무 잎과 가지는 항암을 위한 대체보완소재 및 천연 항암제 개발을 위한 소재로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

고령사회에서 노년기 건강의 큰 문제로 대두되고 있는 골다공증은 특히 폐경 후 여성들에게서 가장 그 발생빈도가 높게 나타났으며, 현재 골다공증 예방 및 치료에 사용되고 있는 약제는 대부분 골흡수 억제제로써 진행된 골소실을 회복 시킬 수는 없기 때문에 골형성 증가를 통한 골다공증 예방과 치료에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 산양삼(cultivated wild Panax ginseng, CWP)에 대한 연구는 다수가 원기회복, 자양강장 및 면역증강 효과 등에 대한 것이나 골대사에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 산양삼 추출물이 조골세포에서 골관련 유전자 발현에 미치는 영향을 확인함으로써 골다공증 예방 및 치료 효과를 갖는 천연 소재로의 활용 가능성을 검토하고자 하였다. 산양삼 추출물 처리가 조골 세포 의 증식에 미치는 영향을 알아보기 위해 MTT assay를 실시하였고, MC3T3-E1 세포생존률은 FBS가 첨가되지 않은 배양액만 처리한 대조군과 산양삼 추출물을 처리한 실험군 모두에서 동일한 수준으로 나타났으며 이로써 산양삼 추출물의 안전성을 확인할 수 있었다. 또한 산양삼 추출물을 처리한 실험군과 대조군과의 세포증식률을 비교하였을 때 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 유의적으로 세포증식이 촉진되었으며 25 ㎍ /mL과 100 ㎍/mL 농도 처리군에서도 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 산양삼 추출물이 조골 세포의 활성에 미치는 영향을 알아보기 위해 조골세포의 분화초기 표지인자인 ALP 활성을 측정하였으며 그 결과 모든 산양삼 추출물 처리군이 대조군과 비교하여 유의적으로 높은 활성을 나타내었으며 특히 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 가장 높은 활성을 나타내었다. 산양삼 추출물의 농도에 따른 석회화 형성도를 확인하기 위해 무기질화된 세포의 기질을 alizarin red로 염색하였고 산양삼 추출물을 처리한 실험군과 대조군과의 석회화 형성도를 비교하였을 때 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 유의적으로 석회화 형성이 촉진되었으며 25 ㎍/mL과 100 ㎍/mL 농도 처리군에서도 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 산양삼 추출물이 MC3T3-E1 조골세포에서 골 형성 관련 유전자 발현에 미치는 영향을 확인하기 위해 Runx2, ALP, OPN, OCN 등의 유전자를 정량 real-time PCR을 통해 분석하였으며 대조군과 비교하여 모든 산양삼 추출물 처리군에서 농도 의존적이고 유의적으로 골 형성 관련 유전자발현이 증가되었다. 따라서 산양삼 추출물이 골 형성 관련 유전자인 Runx2, ALP, OPN, OCN 발현을 증가시켜 MC3T3-E1 조골세포의 분화를 촉진하고, 골 석회화 형성 촉진에 기여하였을 것으로 사료된다. 그러나 산양삼 추출물이 골형성과 관련하여 어떠한 기전으로 유전자의 발현을 조절하였는지에 대한 유전자 및 단백질 수준의 추가적인 연구와 산양삼 추출물의 분화 촉진과 석회화 형성능이 산양삼의 사포닌계 진세노사이드 성분의 영향인지에 대한 후속 연구가 필 요할 것으로 사료된다.

Water temperature is one of the most important factors of fish survival, affecting the habitat, migration route, development, and reproduction. This experiment studied the induction level of heat shock protein (HSP70) mRNA and protein in a walleye pollock (Gadus chalcogrammus) primary hepatocyte culture based on different temperatures. Hepatocytes were attached at 7.5 °C for 24 hours. Hsp70 induction levels were then measured for 48 hours at 5, 8, 11, 14, and 17 °C. The induction level was lowest at 5 °C and generally increased with temperature until 14 °C. The induction level was reduced at 17 °C, indicating that 14 °C is the highest tolerable temperature for hepatocytes. These data indicate that primary hepatocyte cell culture is under no stress at 5 and 8 °C. Temperatures greater than 11 °C induce stress, showing similar induction patterns in both mRNA and protein in hepatocytes. The results suggest that 14 °C is the maximum internal defense temperature of walleye pollock survival.